Kiełki, czyli skondensowane źródło składników odżywczych

W dzisiejszych czasach zapotrzebowanie na dodatki do żywności jest bardzo duże, jednak istnieją określone ograniczenia związane z ich stosowaniem. Przede wszystkim jest to nasz (konsumentów) stosunek do obecności dodatków w żywności. Co raz częściej będąc na zakupach patrzymy na etykiety i sprawdzamy co w trawie piszczy. Staramy się kupować żywność bez dodatków do żywności i sztucznych konserwantów. W wyniku oczekiwań konsumentów, a także dbałości o bezpieczeństwo poszukuje się nowych metod produkcji i źródeł substancji istotnych z żywieniowego punktu widzenia.

Wśród potencjalnych naturalnych źródeł substancji, którymi można uzupełniać żywność i podnosić jej funkcjonalność znajdują się skiełkowane nasiona wielu roślin. Wynika to z faktu, że są one bogatym źródłem witamin, soli mineralnych, a także przeciwutleniaczy, a ich produkcja jest stosunkowo łatwa. Ponadto, kiełkujące nasiona charakteryzują się intensywnym metabolizmem, który może być modyfikowany w kierunku produkcji określonych składników czy związków⁴. 

Do celów spożywczych najczęściej używa się nasion fasoli mung, rzodkiewki, brokułu, ciecierzycy, grochu, kukurydzy, lucerny, pora, pszenicy, słonecznika, soczewicy, soi i innych.

Kiełkowanie

Faza kiełkowania jest najbardziej intensywnym okresem w życiu roślin, w którym substancje zapasowe są rozkładane na łatwo przyswajalne związki proste. Uaktywniają się enzymy oraz syntetyzowane są witaminy. Skrobia, białka i tłuszcze rozkładane są na związki, które stanowią źródło energii i substratów dla nowo syntetyzowanych substancji. Kiełki wykazują bardzo dużą aktywność enzymatyczną. Aktywne są enzymy amylolityczne, proteolityczne, lipolityczne i inne, a ich ilość jest 10 - 100 razy większa niż w dorosłych roślinach.¹ 

Enzymy uruchamiają trzy grupy procesów⁴:

1. Faza imbibicji, czyli rozpad substancji zapasowych najpierw w zarodku, a następnie, po przebiciu okrywy przez korzeń zarodkowy, w bielmie i przetransportowanie produktów hydrolizy do organów zarodka.
2. Faza kataboliczna, czyli procesy oddechowe służące jako źródło energii dla rosnącego zarodka.
3. Faza anaboliczna, czyli synteza związków wielkocząsteczkowych w rosnących częściach zarodka. 

W pierwszej fazie kiełkowania, ziarno intensywnie pobiera wodę, wzrasta oddychanie beztlenowe. Enzymy (ksylanaza i glukanaza) rozszczepiają hemicelulozy (materiał konstrukcyjny ścian komórkowych) na cukry proste, rozluźniając komórki bielma i warstwy aleuronowej. W fazie katabolicznej rozpoczyna się rozpad białek bielma oraz ich synteza w dwu oraz trójpeptydy, hydroliza polisacharydów na cukry proste, które służą jako substrat glikolizy w pozostałych szlakach katabolicznych i hydroliza lipidów prowadząca do powstania glicerolu i kwasów tłuszczowych. W fazie anabolicznej dochodzi do syntezy nowych związków. Wszystkie te procesy zwiększają przyswajalność związków zawartych w kiełkach.¹

Skład chemiczny kiełków

Kiełki są bogate w witaminy A, B, C, E, H. Zawierają duże ilości wapnia, żelaza, siarki, magnezu, potasu oraz cynku, selenu, jak również mikroelementy – lit, chrom. Zawarte w skiełkowanym ziarnie witaminy są bardzo dobrze przyswajalne. We wszystkich gatunkach skiełkowanych ziaren znajduje się pełny zestaw witamin, a różnice dotyczą jedyne ich stężenia. Kiełki fasoli mung zawierają dużo witamin A i B6, a w czasie kiełkowania istotnie wzrasta w nich zawartość związków fenolowych.

Zmiany w kiełkujących ziarnach następują bardzo szybko. Zawartość witamin wzrasta wielokrotnie w ciągu kilku dni. Szczególnie gwałtownie wzrasta zawartość witaminy C. Jej ilość podczas kiełkowania zwiększa się wielokrotnie, a w niektórych strączkowych nawet 80 razy w stosunku do suchego nasiona. Badania udowodniły, że kwas askorbinowy w nasionach rzodkwi, rzodkiewki i rzepaku występował w ilościach śladowych, natomiast po 5 - 6 dniach kiełkowania jego zawartość wynosiła od 23,2 do 31,8 μmoli/g s.m⁴ 

Białka i aminokwasy

Główne aminokwasy w kiełkach gryki to kwas glutaminowy (2,764 mg/100 g s.m.) i kwas asparaginowy (1,698 mg/100 g s.m.)⁹. Zawartość tryptofanu, alaniny, tyrozyny i histydyny była około 1,7 - 1,9 razy większa w kiełkach niż w nasionach. Zawartość białka wynosi 20,8 %. Podczas kiełkowania nasion amarantusa⁵ zawartość białek ogółem oraz błonnika wzrastała, gdzie po 3 dniach kiełkowania wynosiła 21,9 %. Zawartość lizyny wynosiła 4,9 g/100 g białka, a strawność białka była na poziomie 79,2 %. Najwięcej białka⁶ stwierdzono w kiełkach soi (od 36,5 do 44,2 % ).

Tłuszcze

Głównymi kwasami tłuszczowymi w kiełkach gryki były kwas linolowy (45,9%) oraz kwas oleinowy (18,4%)⁹. Zawartość kwasu stearynowego (18:0) i oleinowego (18:1) zmniejszyła się o ok. 21% i 50%, natomiast zawartość kwasu linolowego (18:2) i kwasu linolenowego (18:3) zwiększyła się odpowiednio o 1,3 i 5,4-krotnie po 7-dniowym kiełkowaniu. Bogatym źródłem kwasów tłuszczowych są kiełki soi⁶, które zawierają od 19,4 do 22,8 % tłuszczu w s.m.

Węglowodany

Błonnik w nasionach amarantusa⁵ po 3 dniach kiełkowania stanowił 4,7 %. Badanie³ przeprowadzone w 2003 roku polegało na analizie zawartość błonnika w kiełkach 66 odmian uprawianych w Korei. W 30 odmianach zawartość błonnika strawnego wynosiła od 18,03 do 33,38 % przy średniej wartości 24,48 %. Średnio kiełki zawierały 1,6 razy więcej błonnika niż wyjściowe nasiona. W kiełkach soi⁶ stężenie cukrów ogółem zawiera się w granicach 31,0 - 34,1 %. 

Składniki mineralne

Kiełki gryki zawierają⁹ 152 mg/100 g wapnia, 9,9 mg/100 g cynku, 485 mg/100 g magnezu oraz 5,4 mg/100 g żelaza.

Witaminy

W kiełkach gryki zawartość witamin A, C i E wynosiła odpowiednio 1180 I.U./100 g (357,6 μg/100 g s.m.), 203 mg/100 g i 32,1 mg/100 g w suchej masie⁹. Zawartość alfa-tokoferolu w kiełkach wzrosła 27,5 razy w stosunku do nasion. W kiełkach rzodkiewki po 7 dniach kiełkowania stwierdzono od 55 do 70 mg witaminy C w 100 g⁴. Natomiast kiełki słonecznika i lucerny nie były tak bogatym źródłem witaminy C – zawierały one około 10 mg/100 g. Zawartość karotenoidów i ksantofili w kiełkach słonecznika wynosiła około 5 mg/100 g, natomiast w kiełkach lucerny i rzodkiewki ich stężenie było w granicach 1 - 2 mg/100 g. Nasiona rzodkwi, rzodkiewki i rzepaku są bogatym źródłem tokoferoli¹⁰. W kiełkach 4-dniowych rzepaku łączna zawartość tokoferoli wynosiła 311,52 μg/g s.m. W kiełkach rzodkwi łączna zawartość tokoferoli wynosiła 506,52 μg/g s.m.¹¹.

Po skiełkowaniu poziom wszystkich witamin wzrasta o około 500%.

Związki fenolowe

Zawartość rutyny w kiełkach gryki⁹ wynosiła 343,67 mg/l00 g i była około 18-krotnie większa od zawartości w nasionach gryki. W kiełkach fasoli mung stwierdzono⁴ zawartość fenoli ogółem od 1054 do 1167 mg/100 g. Badania wykazały⁸, że w kiełkach fasoli mung zawartość fenoli wzrasta w czasie kiełkowania. Kiełki słonecznika, rzodkiewki i lucerny są dobrym źródłem polifenoli. Po 7 dniach kiełkowania ich zawartość wynosiła odpowiednio 80, 160 i 30 mg/100 g⁴. W kiełkach słonecznika, rzodkwi, fasoli mung, pszenicy i soczewicy stwierdzono⁷ następujące zawartości związków fenolowych, odpowiednio: 31,7; 16,5; 5,7 ; 5,1 i 4,1 mg/g s.m. W 5-dniowych kiełkach owsa stwierdzono od 336 do 727 mg/100 g s.m. W kiełkach soi⁶ zawartość polifenoli wynosi od 494,0 do 537,2 mg/100 g s.m. 

Zawartość wybranych składników odżywczych w kiełkach lucerny, rzodkiewki, zielonego groszku, soczewicy i fasoli mung w 100 g jadalnej porcji świeżych kiełków

(Źródło:12)

Właściwości kiełków

Liczne badania wykazały⁴, że kiełki mają  zdolność wygaszania rodników i działają antyoksydacyjne. Z badanych surowców najsilniejsze właściwości redukujące oraz zdolność wygaszania rodników DPPH wykazywał ekstrakt z kiełków rzodkiewki.

W badaniu na szczurach stwierdzono¹⁴, że sok otrzymany z kiełków fasoli mung wpływa na akumulację kadmu w wątrobie i nerkach, a także wykazuje efekt ochrony w stosunku do indukowanej kadmem hepatotoksyczności. Ekstrakty z igieł sosny, kiełków soi, bylicy pospolitej i grzybów shitake wykazują aktywność osłaniającą wątrobę.

W innym badaniu sprawdzano⁴ stężenie cholesterolu w plazmie krwi szczurów karmionych dietą zawierającą 5 lub 10 % błonnika strawnego otrzymanego z kiełków fasoli mung. Po 21 dniach stwierdzono istotne zmniejszenie stężenia cholesterolu we krwi przy diecie zawierającej błonnik strawny. Dieta zawierająca pełnoziarnisty chleb pszenny i kiełki powodowała istotne zmniejszenie zawartości cholesterolu w plazmie krwi szczurów w porównaniu z dietą kontrolną.

Kiełkowanie nasion powoduje hydrolizę białek, co w znacznym stopniu obniża alergenność tych produktów. Stwierdzono¹⁵, że trzydniowe kiełkowanie nasion soczewicy powoduje redukcję o 97 - 99 % ich immunoreaktywności w teście ELISA.

Stan mikrobiologiczny kiełków

Nasiona stosowane do produkcji kiełków powierzchniowo są skażone rodzimą mikroflorą. Kiełkowanie prowadzone w temperaturze pokojowej i w wysokiej wilgotności środowiska sprzyja rozwojowi mikroflory. W rezultacie, produkt przeznaczony do konsumpcji może zawierać znaczne ilości różnych drobnoustrojów, zależne głównie od czasu i temperatury przechowywania produktu. 

Ogólna liczba drobnoustrojów w kiełkach słonecznika po 7 dniach przechowywania w temperaturze 0 i 6 ºC, wynosiła 10⁸/g, a kiełki lucerny i rzodkiewki zawierały o jeden rząd wielkości więcej drobnoustrojów w gramie produktu⁴. W populacji przeważały bakterie, natomiast drożdży i pleśni było 10⁴ - 10⁵/g.

Badanie przeprowadzone na 80 rodzajach kiełków dostępnych na rynku Mumbai w Indiach wykazały¹³, że tlenowych bakterii było 10⁷ - 10⁸/g, z grupy coli 10⁶ - 10⁸/g, a Staphyloccocus 10³ – 10⁵/g. W żadnej próbie nie stwierdzono obecności Yersinia enterocolitica, Listeria monocytogenes, Escherichia coli O157:H7, Staphylococcus aureus oraz Salmonella (Krótko mówiąc- tych groźnych dla nas). Ogólnie stwierdzono, że jakość mikrobiologiczna kiełków przechowywanych w temperaturze poniżej 8 ºC jest dobra. 

W 90 próbach kiełków pobranych ze sklepów w Seulu w Korei stwierdzono² obecność bakterii tlenowych, drożdży i pleśni, przy czym ogólna liczba drobnoustrojów bardzo zależała od rodzaju kiełków. Mieszanki kiełków były znacznie bardziej skażone mikrobiologiczne niż produkty jednogatunkowe. W mieszankach, bakterii tlenowych było 7,52 log jtk, gdy w kiełkach rzodkiewki 6,97 log jtk. W kiełkach rzepy było 2,54 - 2,84 log jtk bakterii tlenowych oraz 0,82 - 1,69 log jtk drożdży i pleśni. Nie stwierdzono obecności Salmonella i Escherichia coli O157:H7 tak w nasionach, jak i w kiełkach. Natomiast komórki Enterobacter sakazakii nie były obecne w nasionach, ale wystąpiły w 13,3 % pobranych prób.

Należy pamiętać, że są to badania prowadzone na kiełkach kupnych, które przed użyciem należy umyć. Co z tym faktem zrobić? Jeżeli siejemy kiełki w domu i mamy nad tym kontrolę, to nie powinniśmy się bać. Faktem jest, że kiełki są najbardziej zanieczyszczone. Jednakże nie dajmy się zwariować. Nie jemy ich w tak dużej ilości, by nam zaszkodziły.

Podsumowując

W obecnych czasach wzrost świadomości konsumentów przyczynił się do zwiększenia zainteresowania produktami naturalnymi. Kiełki to idealne produkty, które można stosować jako dodatek. Ich głównymi zaletami są: niewielka wartość energetyczna, lekkostrawność, korzystne właściwości odżywcze i łatwość wykorzystania. Zalecane są niemal każdemu, jako dodatek do sałatek, kanapek, dań na ciepło i zimnych przekąsek, szczególnie w okresie jesienno-zimowym, kiedy spożycie świeżych warzyw i owoców spada. Kiełki spowalniają procesy chorobotwórcze, działają przeciw nowotworom, „zmiatają” w organizmie wolne rodniki, a także działają antyoksydacyjnie 

Bibliografia:

1. Drużyńska B. i in. (2015): Zawartość wybranych składników bioaktywnych i ich aktywność przeciwrodnikowa w kiełkach nasion. Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych nr 583, 45–54. 
2. Kim H., Lee Y., Beuchat L.R., Yoon B-J., Ryu J-H.(2009): Microbial examination of vegetable seed sprouts in Korea. J. Food Prot., 2009, 72 (4), 856-859. 
3. Kyung A-L., Young A-C., Young H-H., Hye S-L.(2003): Analysis of dietary fiber of 66 Korean varieties of sprout beans and bean sprouts. Nutraceuticals and Food 8, 173-178.
4. Lewicki P. (2010): Kiełki nasion jako źródło cennych składników odżywczych.ŻYWNOŚĆ. Nauka. Technologia. Jakość 6 (73), 18 – 33.
5. Paredes-Lopez O., Mora-Escobedo R.(1989): Germination of amaranth seeds: effect on nutrient composition and color. J. Food Sci., 54, 761-762.
6. Pysz M., Pisulewski P.M., Leszczyńska T.: Wpływ oddziaływania impulsowego i ciągłego pola mikrofalowego na wartość żywieniową i właściwości przeciwutleniające kiełkowanych nasion soi. Żywność. Nauka. Technologia., Jakość, 2006, 1 (46), 102-116. 
7. Samotyja U., Zdziebłowski T., Szlachta M., Małecka M. (2007): Przeciwutleniające właściwości ekstraktów z kiełków roślin. Żywność. Nauka. Technologia. Jakość 5 (54), 122-128. 
8. Sawa T., Nakao M., Akaike T., Ono K., Maeda H.(1999): Alkylperoxyl radical-scavenging activity of various flavonoids and other phenolic compounds: implications for the anti-tumor-promoter effect of vegetables. J. Agric. Food Chem. 47, 397-402. 
9. Youn-Sun K., Jong- Goon K., Young- Sook L., II- Jun K. (2005): Comparison of the Chemical Components of Buckwheat Seed and Sprout. Journal of the Korean Society of Food Science and Nutrition 34(1). 
10. Zieliński H., Piskuła M.K., Michalska A., Kozłowska H.(2007): Antioxidant capacity and its components of cruciferous sprouts. Pol. J. Food. Nutr. Sci. 57 (3), 315-322. 
11. Zieliński H., Piskuła M.K., Kozłowska H.(2005): Biologically active compounds in Cruciferae sprouts and their changes after thermal treatment. Pol. J. Food. Nutr. Sci.14/55(4), 375-380.
12. Szulc J. i in. (2017): Metody otrzymywania kiełków- od upraw domowych do produkcji przemysłowej. ŻYWNOŚĆ. Nauka. Technologia. Jakość24, 3 (112), 27 – 40. 
13. Nagar V., Bandekar J.R.(2009): Microbial quality of packaged sprouts from supermarkets in Mumbai, India. Int. J. Food Safety Publ. Health 2 (2), 165-175. 
14. In H-C., Sung O-K., Kyung S-K., Myung Y-L.(1998): Effect of mungbean sprouts juice on cadmiuminduced hepatotoxicity in rats. J. Korean Soc. Food Sci. Nutr. 27, 980-986. 
15. Wołejszo A., Szymkiewicz A., Troszyńska A.(2007): Immunoreactive properties and sensory quality of gentil (Lens culinaris) and mung bean (Vigma radiata L.) sprouts. Pol. J. Food. Nutr. Sci.57 (4), 415-420.